(13分)某校物理興趣小組舉行過山車模擬比賽，比賽路徑如圖所示，比賽規(guī)則是：用小車代替過山車（可視為質(zhì)點），從靜止開始，僅在AB段用水平恒力F推小車沿水平直軌道運動，到達B點立即撤去推力F,小車由B點沿切線進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后從B點滑出繼續(xù)在水平軌道BC上運動，軌道末端C點右側(cè)有一壕溝,高度差為h,寬為s.已知小車質(zhì)量m=0.1kg，小車與水平軌道ABC間的動摩擦因數(shù)為0.5，AB長L1=1m，BC長L2=0.6m，半徑R =0.5m，高h=1.25m，寬s=3m .一同學(xué)所用水平推力F=4N，試幫助該同學(xué)分析下列問題

（1）小車對軌道的最大壓力

（2）小車能否做完整的圓周運動確保無脫軌危險

（3）小車能否越過壕溝贏得比賽，若能求到達地面時的速度

（13分）解：從A到B的過程做勻加速運動，到達B點的速度為v1,由動能定理得：

①

小車剛進入軌道時對軌道的壓力最大，由牛頓第二定律得：

 ②

解得：③

 小車恰能過圓周運動最高點的臨界速度為，由牛頓第二定律得

    m/s④

設(shè)小車到達最高點的速度為v3,在此過程中機械能守恒

⑤

解得:

因故能做完整的圓周運動⑥

小車到達C點的速度為，由動能定理得：⑦

小車做平拋運動水平位移x  ⑧

豎直位移h             ⑨

  x=4m 因x>s故能越過壕溝    ⑩

落地速度為        ⑾

方向與水平方向成角     （12）

解得：  方向與水平成 斜向下  （13）

評分標(biāo)準(zhǔn)：每式1分

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2011年安徽省無為縣大江、開城中學(xué)高三上學(xué)期聯(lián)考物理卷 題型：計算題

過山車是游樂場中常見的設(shè)施。某校物理興趣小組自制過山車的簡易模型，如圖所示，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的圓形軌道組成，B、C分別是二個圓形軌道的最低點，半徑分別是、，DE段是一半徑為R3= 1.0m的四分之一光滑圓弧軌道，它與水平軌道平滑連接，D點為圓弧的最高點，一個質(zhì)量為kg的小球（視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A點以的初速度沿軌道向右運動，A、B間距m。C、D間距S=15.0m，小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取，試求：
【小題1】小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大�。�
【小題2】如果小球恰能通過第二圓形軌道，B、C間距應(yīng)是多少；
【小題3】如果小球從第二圓形軌道運動到水平軌道的D點時，能否沿DE圓弧軌道滑下？若不能請說明理由。

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(10分)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽．比賽路徑如圖15所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝．已知賽車質(zhì)量m＝0.1 kg，通電后以額定功率P＝1.5 W工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3 N，隨后在運動中受到的阻力均可不計．圖中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m．問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間？(取g＝10 m/s2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2012屆江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第五章章末質(zhì)量檢測物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(10分)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽．比賽路徑如圖15所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝．已知賽車質(zhì)量m＝0.1 kg，通電后以額定功率P＝1.5 W工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3 N，隨后在運動中受到的阻力均可不計．圖中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m．問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間？(取g＝10 m/s2)

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科目：高中物理 來源：人教版高三物理機械能守恒定律專項訓(xùn)練.doc 題型：計算題

(10分)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽．比賽路徑如圖所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝．已知賽車質(zhì)量m＝0.1 kg，通電后以額定功率P＝1.5 W工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3 N，隨后在運動中受到的阻力均可不計．圖中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m．問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間？(取g＝10 m/s2)

圖15

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